3 回转窑系统热平衡计算
回转窑系统热平衡计算
1 热平衡计算基准、范围及原始数据 1.1 热平衡计算基准
物料基准：一般以1kg 熟料为基准； 温度基准：一般以0℃为基准； 1.2 热平衡范围
热平衡范围必须根据回转窑系统的设计或热工测定的目的、要求来确定。在回转窑系统设计时，其平衡范围，可以回转窑、回转窑加窑尾预热分解系统、或再加冷却机和煤磨作平衡范围。范围选得大，则进出口物料、气体温度较低，数据易测定或取得，但往往需要的数据较多，计算也烦琐。因此一般选回转窑加窑尾预热分解系统作为平衡范围。 1.3 原始数据
根据确定的计算基准和平衡范围，取得必要的原始数据，这是一项非常重要的工作。计算结果是否符合实际情况，主要取决于所选用的数据是否合理。对新设计窑或改造窑来说，主要是根据同类型窑的生产资料，结合工厂具体条件和我国实际情况、合理地确定各种参数；对于生产窑来说，主要通过热工测定取得实际生产中各种参数。若以窑加窑尾预热系统为平衡范围，一般要取得如下原始数据：生料用量、化学组成、水分、入窑温度；燃料成分、工业分析和入窑温度；一、二次空气的比例和温度；空气过剩系数、漏风系数；废气温度；飞灰量、灰温度及烧失量；收尘器收尘效率；窑体散热损失；熟料形成热等等。熟料形成热可根据熟料形成过程中的各项物理化学热效应求得，也可用经验公式计算或直接选定。 2 物料平衡与热量平衡
计算方法与步骤说明于下： 窑型：预分解窑 基准：1kg 熟料；0℃ 平衡范围：窑+预热器系统
根据确定的平衡范围，绘制物料平衡图和热量平衡图，如图1和图2所示。
图1 物料平衡图 图2 热量平衡图
2.1 物料平衡计算 2.1.1 收入项目 （1）燃料消耗量 m r （kg/kg 熟料）
设计新窑或技术改造时，m r 是未知量，通过热平衡方程求得，已生产的窑，通过热工测定得到。
（2）入预热器物料量 ① 干生料理论消耗量
s
ar r gsL 100100L a
A m m --=
式中，m gsL —干生料理论消耗量，kg/kg 熟料；A ar —燃料收到基灰分含量，%；a —燃料灰分掺入熟料中的量，%；L s —生料的烧失量，%。
② 入窑回灰量和飞损量
ηfh yh m m = )1(fh Fh η-=m m
式中，m yh —入窑回灰量，kg/kg 熟料；m fh —出预热器飞灰量，kg/kg 熟料；m Fh —出收尘器飞灰损失量，kg/kg 熟料；η—收尘器、增湿塔综合收尘效率，%。
③ 考虑飞损后干生料实际消耗量
s
fh
Fh gsL gs 100100L L m m m --?
+=
式中，m gs —考虑飞损后干生料实际消耗量，kg/kg 熟料；L fh —飞灰烧失量，%。
④ 考虑飞损后生料实际消耗量
s
gs s 100100
W m m -?
=
式中，m s —考虑飞损后生料实际消耗量，kg/kg 熟料；W s —生料中水分含量，%。
⑤ 入预热器物料量
yh s m m +=入预热器物料量（kg/kg 熟料） （3）入窑系统空气量 ① 燃料燃烧理论空气量
)O 0.033(S 0.267H 0.089C ar ar ar ar LK -++='V LK
LK 293.1V m '='
式中，LK
V '—燃料燃烧理论干空气量，Nm 3/kg 煤；LK m '—燃料燃烧理论干空气量，kg/kg 煤；C ar 、H ar 、S ar 、O ar —燃料应用基元素分析组成，%。
② 入窑实际干空气量
r LK y yk m V V '=α yk yk 293.1V m =
式中，V yk —入窑实际干空气量，Nm 3/kg 熟料；m yk —入窑实际干空气量，kg/kg 熟料；αy —窑尾空气过剩系数。
③ 漏入空气量（包括生料送风量） 可用系统各处漏风系数求得。 2.1.2 支出项目 （1）熟料量 m sh ＝1kg （2）废气量
① 生料中物理水
100s s ws W
m m ?=
804
.0ws ws m V =
式中，0.804—为水蒸气密度，kg/Nm 3；m ws —生料中物理水量，kg/kg 熟料；V ws —生料中物理水量，Nm 3/kg 熟料。
② 生料中化学水
s 32gs hs O Al 00353.0?=m m
804
.0hs
hs m V =
式中，m hs —生料中化学水量，kg/kg 熟料；V hs —生料中化学水量，Nm 3/kg 熟料；s 32O Al —干生料中三氧化铝含量，%。
③ 生料分解放出CO 2气体量
100
100CO fh Fh 2gs s
CO 2
L m m m ?-?= 977
.14422.4s
CO s
CO
s CO 2
2
2m m V =
?= 式中，s CO 2
m —生料中分解出CO 2气体量，kg/kg 熟料；s
CO 2V —生料中分解出CO 2气体量，Nm 3/kg 熟料；CO 2—干生料中CO 2含量，%。
MgO
CO s
CaO
CO s
222MgO CaO CO M M M M ?
+?
=
式中，CaO s 、MgO s —分别为干生料中CaO 和MgO 的含量，%；M CO2、M CaO 、M MgO —分别为CO 2、CaO 、MgO 分子的相对质量；1.977—CO 2密度，kg/Nm 3。
④ 燃料燃烧生成烟气量
ar r
CO 0187.02
C V =（Nm 3/kg 煤） ar y LK r
N N 008.079.02+?'=αV V （Nm 3/kg 煤） LK y r
O )1(21.02
V V '-=α（Nm 3/kg 煤） ar y r
O H 0.0124W 0.112H 2+=V （Nm 3/kg 煤） r
O H r O r N r CO fL 2
222V V V V V +++=（Nm 3/kg 煤） 100/A 1293.1ar y LK fL -+?'=αV m （Nm 3/kg 煤）
式中，V fL —燃料燃烧实际烟气量，Nm 3/kg 煤；m fL —燃料燃烧实际烟气量，kg/kg 煤。
⑤ 漏入空气量 V Lok （Nm 3/kg 熟料）； m Lok （Nm 3/kg 熟料）； 总废气量
LO K r fL s
CO hs w s f 2
V m V V V V V +?+++=（Nm 3/kg 熟料） LO K r fL s
CO hs w s f 2
m m m m m m m +?+++=（kg/kg 熟料） （3）出预热器飞灰量 m fh （kg/kg 熟料） 2.2 热量平衡计算 2.2.1 收入项目
（1）燃料燃烧生成热
ar net,r rR Q m Q =（kJ/kg 熟料）
式中，Q net,ar —燃料收到基低位发热量，kJ/kg 煤； （2）燃料带入显热 Q r ＝m r C r t r （kJ/kg 熟料）
式中，C r —燃料的比热，kJ/kg·℃；t r —燃料入窑温度，℃。 （3）生料带入显热
Q s ＝(m gs C s 十m ws C w )t s （kJ/kg 熟料）
式中，C s 、C w —分别为生料、水的比热，kJ/kg·℃；t s —生料入窑温度，℃。 （4）回灰带入热量
Q yh ＝m yh C yh t yh （kJ/kg 熟料）
式中，C yh —回灰的比热，kJ/kg·℃；t yh —回灰入窑的温度，℃。 （5）空气带入热量 ① 一次空气带入热量
Q ylk ＝K 1V ykl C ylk t ylk （kJ/kg 熟料）
式中，K 1—一次空气占总入窑空气量的比例，%；C y1k —一次空气在0℃～t y1k 温度的平均比热，kJ/Nm 3·℃；t y1k —一次空气入窑温度，℃。
② 二次空气带入热量
Q y2k ＝(1—K 1)V yk C y2k t y2k （kJ/kg 熟料）
式中，C y2k —二次空气在0℃～t y2k 间的平均比热，kJ/Nm 3·℃；t y2k —二次空气入窑温度，℃。
③ 漏入空气带入热量
Q LOK ＝V LOK C LOK t LOK （kJ/kg 熟料）
式中，C LOK —漏入空气在0℃～t LOK 间的平均比热，kJ/Nm 3·℃；t LOK —漏入空气温度，℃。
总收入热量Q zs
Q zs ＝Q rR + Q r + Q s + Q yh + Q ylk + Q y2k + Q LOK 2.2.2 支出项目 （1）熟料形成热
sh
32sh 2sh sh 32k O Fe 47.2S iO 40.12MgO 10.72O Al 19.71CaO 01.23--++=sh Q （kJ/kg 熟料） 式中，sh
32sh 2sh sh 32k O Fe S iO MgO O Al CaO 、、、、—分别为熟料中各成分百分含量。
（2）蒸发生料中水分耗热 Q ss ＝(m ws +m hs )q qh （kJ/kg 熟料）
式中，q qh —入窑生料温度时水的汽化热，kJ/kg 水。 （3）废气带走热量 Q f ＝V f C f t f （kJ/kg 熟料）
式中，C f —混合气体的平均比热，kJ/Nm 3·℃；t f —废气温度，℃
f
N N O H O H O O CO CO f 2
2222222V V C V C V C V C C +++=
式中，2CO C 、2O C 、O H 2C 、2N C —分别为CO 2、O 2、H 2O 、N 2在t f 温度时的平均比热，kJ/Nm 3·℃；
2CO V 、2O V 、O H 2V 、2N V —分别为废气中CO 2、O 2、H 2O 、N 2的量；Nm 3/kg 熟料。 （4）出窑熟料带走热 Q ysh ＝1×C ysh t ysh （kJ/kg 熟料）
式中，C ysh —熟料在0℃～t ysh 间的平均比热；kJ/kg·℃；t ysh ——出窑熟料温度，℃。 （5）出预热器飞灰带走热 Q fh =m fh C fh t fh （kJ/kg 熟料）
式中，C fh —0℃～t fh 间飞灰平均比热，J/kg·℃；t fh —飞灰温度，℃。 （6）系统表面散热损失 Q B （kJ/kg 熟料） 总支出热量Q zc
Q zc ＝Q sh ＋Q ss ＋Q f ＋Q ysh ＋Q fh ＋Q B 收支热量平衡式：Q zs ＝Q zc
上述热平衡方程式，为含有一个未知数m r 的一元一次方程式。求解上述方程，即可求得单位熟料的燃料消耗量m r 。
熟料烧成热耗的计算 Q rR ＝m r Q net,ar （kJ/kg 熟料）
在所有的热量支出中，只有熟料形成热量是真正消耗于熟料形成的热量，因此回转窑的热效率应为熟料形成热与入窑总热量之比值
%100zs
sh
?=
Q Q η 但入窑总热量Q zs 随热平衡范围不同而变化，因此窑的热效率也可用熟料形成热与燃料燃烧热之ηs 比表示，ηs 也称窑的烧成热效率。
%100rR
sh
s ?=
Q Q η 根据单位熟料的燃料消耗量，回转窑的规格尺寸、燃烧带长度等，，还可计算一些窑的主要热工技术参数，如窑的发热量、燃烧带容积热负荷、燃烧带衬砖断面热负荷及表面热负荷等。
以上热平衡计算中，将入窑空气量看成入窑一、二次空气量之和，实际入窑空气量应是入窑一、二次空气量及少量窑头漏风量组成。设计计算时，也可确定窑头漏风系数，计算窑漏风量。另外，计算中还忽略了空气中带入的水分、飞损飞灰脱水及CO 2分解耗热两项，此两项数量极小，对热平衡计算结果无影响。
热平衡计算举例
1、原始资料：
（1）窑型；Φ4.0×60 m带RSP型预分解窑；
（2）生产品种：普通硅酸盐水泥熟料；
（3）物料化学成分，见表1；
（4）燃料组成，工业分析见表2及表3。
表1 物料化学成分
原料烧失量SiO2A12O3Fe2O3CaO MgO SO3其他总和
干生料熟料煤灰35.88
13.27
22.48
51.60
3.03
5.54
31.79
2.09
3.79
4.16
44.68
66.83
3.62
0.29
0.59
0.68
0.16
0.05
2.20
0.60
0.72
5.95
100.00
100.00
100.00
表2 燃料元素分析(％)
C ar H ar S ar N ar O ar A ar W ar
60.10 3.96 0.35 0.97 7.91 25.71 1.00
表3 工业分析及发热量
A ar V ar F.C ar W ar Q net,ar(kJ/kg)
% 25.71 28.36 44.93 1.00 23614
（5）温度
表4 温度（℃）
入预热器生料温度50 入分解炉三次空气温度740 入窑回灰温度50 提升机输送生料漏入空气温度50 入窑一次空气温度30 熟料出窑温度1360 入窑二次空气温度950 废气出预热器温度370 环境温度30 飞灰出预热器温度330 入窑、分解炉燃料温度60
（6）入窑风量比(%)
一次空气(K1)：二次空气(K2)：窑头漏风(K3)＝15:80:5；
（7）燃料比(%)
回转窑(K y):分解炉(K F)＝40:60；
（8）出预热器飞灰量：0.1 kg/kg熟料；
（9）出预热器飞灰烧失量：35.20％；
（10）各处过剩空气系数：窑尾αy＝l.05；分解炉出口αL＝1.15；预热器出口αf＝1.40；
其中：预热器漏风量占理论空气量的比例K4＝0.16；
提升机喂料带入空气量占理论空气量的比例K5＝0.09；
（11）分解炉及窑尾漏风(包括分解炉一次空气量)占分解炉用燃料理论空气量的比例K6＝0.05；（12）收尘器和增湿塔综合收尘效率为99.6％；
（13）系统表面散热损失：460 kJ/kg熟料；
（14）生料水分：0.2％；
（15）窑的产量2000t/d (或83.3t/h )。
2.1 物料平衡计算 2.1.1 收入项目 （1）燃料消耗量 m r （kg/kg 熟料） 其中，窑头燃料量： M yr =K y m r （kg/kg 熟料） 分解炉燃料量： m Fr =K F m r （kg/kg 熟料）
（2）生料消耗量、入预热器物料量 ① 干生料理论消耗量
s
ar r gsL 100100L a A m m --=
=88.53100171.25100-??-r
m =1.560-0.401m r （kg/kg 熟料）
式中，a —燃料灰分掺入熟料中的量，取100%。
② 出收尘器飞损量及入窑回灰量
)1(fh Fh η-=m m =0.1×
(1-0.996)=0.0004（kg/kg 熟料） ηfh yh m m ==0.1×
0.996≈0.10（kg/kg 熟料） ③ 考虑飞损后干生料实际消耗量
r r s fh Fh gsL gs 401.0560.188
.3510020.351000004.0)401.0560.1(100100m m L L m m m -=--?+-=--?
+=
（kg/kg 熟料）
④ 考虑飞损后生料实际消耗量
r r s gs s 402.0563.12
.0100100)401.0560.1(100100m m W m m -=-?-=-?
=（kg/kg 熟料）
⑤ 入预热器物料量
r r yh s 402.0663.1100.0)402.0563.1(m m m m -=+-=+=入预热器物料量（kg/kg 熟料） （3）入窑系统空气量 ① 燃料燃烧理论空气量
)O (S 0.033
0.267H 0.089C ar ar ar ar LK -?++='V 6.1577.91)-.350(0.0333.960.26760.100.089=?+?+?=（
Nm 2/kg 煤） 691.7293.1157.6293.1LK
LK =?='='V m （kg/kg 煤）
② 入窑实际干空气量
r r r F LK y yr LK
y yk 586.240.0157.605.1m m m K V m V V =??='='=αα（Nm 3/kg 熟料） r m m V m 344.3586.2293.1293.1r yk yk =?==（kg/kg 熟料） 其中，入窑一次空气量、二次空气量及漏风量：
yk yk 1y1k 0.15K V V V ==（Nm 3/kg 熟料） yk yk 2y2k 80.0K V V V ==（Nm 3/kg 熟料）
yk yk 3LO K 10.05K V V V ==（Nm 3/kg 熟料） ③ 分解炉从冷却机抽空气量 a ．出分解炉过剩空气量
r r r LK
L 1924.0157.6)115.1()1(m m m V V =?-='-=α（Nm 3/kg 熟料） b ．分解炉燃料燃烧空气量
r r r F LK Fr LK
2694.360.0157.6m m m K V m V V =?='='=（Nm 3/kg 熟料） c ．窑尾过剩空气量
r r r y LK y yr LK
y 3123.040.0157.605.0)1()1(m m m K V m V V =??='-='-=αα（Nm 3/kg 熟料） d ．分解炉及窑尾漏入空气量
r r r F LK y Fr LK
64185.060.0157.605.0)1(K m m m K V m V V =??='-='=α（Nm 3/kg 熟料） e ．分解炉从冷却机抽空气量
r r r r r 4321F3K 310.4185.0123.0694.3924.0m m m m m V V V V V =--+=--+=（Nm 3/kg 熟料） r r F3K F3K 573.5310.4293.1293.1m m V m =?=?=（kg/kg 熟料） ④ 提升机喂料带入空气量
r r r LK
5sk 554.0167.609.0K m m m V V =?='=（Nm 3/kg 熟料） r r sk sk 716.0554.0293.1293.1m m V m =?=?=（kg/kg 熟料） ⑤ 漏入空气量 a ．预热器漏入空气量
r r r LK
45985.0167.616.0K m m m V V =?='=（Nm 3/kg 熟料） b ．窑尾系统漏入空气总量
r m m m V V V 170.1985.0185.0r r 54LO K 2=+=+=（Nm 3/kg 熟料）
c ．全系统漏入空气量
r r r 2LK LO K 1LO K 299.1170.1586.205.0m m m V V V =+?=+=（Nm 3/kg 熟料） r r LO K LO K 680.12994.1293.1293.1m m V m =?=?=（kg/kg 熟料） 2.1.2 支出项目 （1）熟料量 m sh ＝1kg
（2）出预热器废气量
① 生料中物理水
r r s s ws 001.0003.01002
.0)402.0563.1(100m m W m m -=?-=?=（kg/kg 熟料）
r r
ws ws 001.0004.0804.0001.0003.0804.0m m m V -=-==（Nm 3/kg 熟料）
② 生料中化学水
r r s 32gs hs 004.0017.003.3)401.0560.1(00353
.0O Al 00353.0m m m m -=?-?=?=（kg/kg 熟料） r r
hs hs 005.0021.0804.0004.0017.0804.0m m m V -=-==
（Nm 3/kg 熟料） ③ 生料分解放出CO 2气体量 42.353
.4044
29.0564468.44MgO CaO CO M gO
CO s
CaO
CO s
222=+?
=?
+?
=M M M M r r fh fh 2gs s CO 142.0552.0100
20
.350004.010042.35)401.0560.1(100100CO 2
m m L m m m -=?-?-=?-?= （kg/kg 熟料）
r r s
CO s CO s CO 072.0281.0997
.1142.0552.0977.14422.422
2
m m m m
V
-=-==?=（Nm 3/kg 熟料） ④ 燃料燃烧生成烟气量
r r r ar r
CO 122.110.600187.00187.02
m m m C V =?==（Nm 3/kg 熟料） r r r r ar r LK r
N 872.497.0008.0157.679.0N 008.079.02m m m m m V V =?+?=+'=（Nm 3/kg 熟料） r r r ar r ar r
O H 456.0)0.10124.096.3112.0(124W 0.0112H .02m m m m V =?+?=+=（Nm 3/kg 熟料） r r r ar r
SO 002.035.0007.0007.02
m m m S V =?==（Nm 3/kg 熟料） r r r
O
H f SO r N r CO r 452.6)002.0456.0872.4122.1(2222m m V V V V V =+++=+++=（Nm 3/kg 熟料） r r r ar LK
r 704.8)100
71
.251961.7()100/A 1(m m m m m =-+=-+'=（kg/kg 熟料） ⑤ 烟气中过剩烟气量
r r r LK f k 463.26.1571)(1.401)(m m m V αV =?-='-=（Nm 3/kg 熟料） r r k k 185.3463.2293.1293.1m m V m =?=?=（kg/kg 熟料） 其中，
r r k
k N 946.1463.279.079.02
m m V V =?==（Nm 3/kg 熟料） r r k
N k N 433.24
.228
2946.14.22282
2m m V m =?=?=（kg/kg 熟料） r r k
k O 571.0463.221.021.02
m m V V =?==（Nm 3/kg 熟料） r r k O k O 739.04
.2232
517.04.22322
2m m V m =?=?=（kg/kg 熟料） ⑥ 总废气量
22222SO O O H N CO f V V V V V V ++++=
＝(0.281-0.072m r +1.122m r )+(4.872m r +1.946m r )+(0.004-0.001m r +0.021 -0.005m r +0.456m r )+0.517m r +0.002m r
＝0.572+11.729m r （Nm 3/kg 熟料） （3）出预热器飞灰量
100.0fh =m （kg/kg 熟料） 2.2 热量平衡计算 2.2.1 收入项目
（1）燃料燃烧生成热
r ar net,r rR 23614m Q m Q ==（kJ/kg 熟料） （2）燃料带入显热
Q r = m r C r t r =m r ×1.154×60=69.240m r （kJ/kg 熟料） （0~60℃时，燃料平均比热C r =1.154 kJ/kg·℃） （3）生料带入显热 Q s = (m gs C s 十m ws C w )t s
= [(1.560-0.401m r )×0.878+(0.003-0.001m r )×4.182]×50 = 69.111-17.813m r （kJ/kg 熟料） （0~50℃时，水的平均比热C w =4.182 kJ/kg·℃；干生料水平均比热C s =0.878 kJ/kg·℃） （4）入窑回灰带入热量
Q yh = m yh C yh t yh = 0.100×0.836×50 = 4.180（kJ/kg 熟料） （0~50℃时，回灰平均比热C yh =0.836 kJ/kg·℃） （5）空气带入热量 ① 一次空气带入热量
Q ylk ＝V y1k C ylk t ylk = 0.15×2.586m r ×1.298×30 = 15.105m r （kJ/kg 熟料）
（0~30℃时，空气平均比热C y1k =1.298 kJ/Nm 3·℃） ② 入窑二次空气带入热量
Q y2k = V y2k C y2k t y2k = 0.80×2.586m r ×1.403×950 = 2757.4m r （kJ/kg 熟料） （0~950℃时，空气平均比热C y2k =1.403 kJ/Nm 3·℃） ③ 入分解炉三次空气带入热量
Q F3k = V F3k C F3k t F3k = 4.310m r ×1.377×740 = 4391.8m r （kJ/kg 熟料） （0~740℃时，空气平均比热C F3k =1.377kJ/Nm 3·℃） ④ 提升机喂料空气带入热量
Q sk = V sk C sk t sk = 0.554 m r ×1.299×50 = 35.983m r （kJ/kg 熟料） （0~50℃时，空气平均比热C sk =1.299 kJ/Nm 3·℃） ⑤ 系统漏风带入热量
Q LOK = V LOK C LOK t LOK = 1.299m r ×1.298×30 = 50.595（kJ/kg 熟料） （0~30℃时，空气平均比热C LOK =1.298 kJ/Nm 3·℃） 总收入热量Q zs
Q zs = Q rR + Q r + Q s + Q yh + Q ylk + Q y2k + Q F3k + Q sk + Q LOK
= 23614m r +69.240m r +(69.111-17.813m r )+4.180+15.105m r +2757.4m r +4391.8m r
+335.983m r +50.595m r = 73.291+30916m r （kJ/kg 熟料） 2.2.2 支出项目 （1）熟料形成热
sh 32sh 2sh sh 32k O Fe 47.2S iO 40.12MgO 10.72O Al 19.71CaO 01.23--++=sh Q
= 32.01×66.83+17.19×5.54+27.10×0.59-21.40×22.48-2.47×3.79 = 1760（kJ/kg 熟料） （2）蒸发生料中水分耗热
Q ss = (m ws +m hs )q qh = (0.003-0.001m r +0.017-0.004m r ) ×2380 = 47.60-11.9m r （kJ/kg 熟料） （50℃时，水的汽化热q qh = 2380 kJ/kg 水） （3）废气带走热量
f SO SO O O O H O H N N CO CO f )(2222222222t C V C V C V C V C V Q ?++++=
= [(0.281+1.050m r )×1.921+6.818m r ×1.319+(0.025+0.450m r )×1.550
+0.517m r ×1.370+0.002m r ×1.965]×370 =214.06+4595.3m r （kJ/kg 熟料）
（0~370℃时，各气体平均比热2CO C =1.921 kJ/Nm 3·℃；2N C =1.319 kJ/Nm 3·℃；O H 2C =1.550 kJ/Nm 3·℃；2O C =1.370 kJ/Nm 3·℃；2SO C =1.965kJ/Nm 3·℃）
（4）出窑熟料带走热量
Q ysh ＝1×C ysh t ysh = 1×1.078×1360 = 1466.1（kJ/kg 熟料） （0~1360℃时，熟料平均比热C ysh =1.078 kJ/kg·℃） （5）出预热器飞灰带走热量
Q fh =m fh C fh t fh = 0.100×0.895×340 = 30.43（kJ/kg 熟料） （0~340℃时，飞灰平均比热C fh =0.895J/kg·℃） （6）系统表面散热损失 Q B = 460（kJ/kg 熟料） 总支出热量Q zc
Q zc = Q sh ＋Q ss ＋Q f ＋Q ysh ＋Q fh ＋Q B
= 1760+(47.60-11.9m r )+(214.06+4595.3m r )+1466.1+30.43+460 = 3978.2+4583.4m r （kJ/kg 熟料） 收支热量平衡式 Q zs ＝Q zc
73.291+30916m r = 3978.2+4583.4m r 求得：m r = 0.1483（kJ/kg 熟料）
即烧成1 kg 熟料需要消耗0.1483 kg 燃料。求得燃料消耗后，即可列出物料平衡表（表5）和热量平衡表（表6），并计算一些主要热工技术参数。
熟料单位烧成热耗
Q rR ＝m r Q net,ar = 23614×0.1483 = 3502.0（kJ/kg ） 熟料烧成热效率
%1000
.35021760
%100rR sh s ?=?=
Q Q η= 50.26% 窑的发热能力
Q yr =M yr Q net,ar = K y m r GQ net,ar = 0.4×0.1483×83.3×103×23614 = 11.67×107（kJ/h ） 燃烧带衬砖断面热负荷
2
72yr
6.3785.0106
7.114
??=?=i A D Q q π
＝11.47×106（kJ/m 2·h ）
表6 热量平衡表（kJ/kg熟料）
液压系统温升及散热器选型计算
液压系统温升及散热器 选型计算 The manuscript was revised on the evening of 2021
液压系统温升及散热器选型计算 液压系统油液温升计算及冷却器选型 摘要: 介绍了液压系统的系统损耗功率及油液温升的计
算。通过对两种冷却器的比较, 提出了正确的选型方法。 关键词: 液压系统; 油液温升; 冷却器; 损耗功率 1 前言 液压系统的压力、容积和机械损失构成总的能 量损失, 这些能量损失都将转化为热量, 使系统油温升高。油温的变化将直接影响液压元件的寿命; 油温升高将使油液氧化, 加速油液的变质; 油温过高还严重影响液压油的稳定性, 进而影响液压系统的寿命和传动效率。为此, 必须对系统进行发热与温升计算, 以便对系统温升加以控制。下面对液压系统的发热量及温升计算和冷却器的选择予以介绍。 2 系统损耗功率和温升计算 损耗功率计算 液压系统发热的主要原因是由液压泵和执行器 的功率损失以及溢流阀的溢流损失造成的。其系统的损耗功率即发热功率为: H=P( 1- η) 式中: P—系统泵组的总驱动功率; η—系统效率。 η=ηP ηC ηA 其中: ηP —液压泵的效率, 可从产品样本中查到; ηA —液压执行器总效率, 液压缸一般取～; ηC —液压回路的效率。 ηC
= Σp1 q1 Σp P q P 式中: Σp1 q1 —各执行器负载压力和负载流量即输入 流量乘积的总和; Σp p q p —各液压泵供油压力和输出流量乘积的 总和。 系统的损耗功率即发热功率H 也可按下式估 算, 由于热能的损耗总量约占泵组驱动功率的15% ～30%, 因此: H=( 15%～30%) P 油液温升计算 液压系统中产生的热量H, 由系统中各个散热 面散发至空气中, 其中油箱是主要散热面。因为管道散热面积相对较小, 且与其身的压力损失产生的热量基本平衡, 故一般略去不计。当只考虑油箱散热 时, 其散热量H O 可按下式计算: H O=KAΔt 式中: K—散热系数[ W(/ m2·℃) ] , 计算时可选用推荐值: 当通风很差( 空气不循环) 时, K=8[ W/ ( m2·℃) ] ; 通风良好( 空气流速为1m/s 左右) 时, K=14～20[ W(/ m2·℃) ] ; 风扇冷却时, K=20～25[ W(/ m2·℃) ] ; 用循环水冷却时, K=110～175[ W(/ m2·℃) ] 。 A—油箱散热面积, m2;
回转窑系统热平衡计算资料
回转窑系统热平衡计算 1 热平衡计算基准、范围及原始数据 1.1 热平衡计算基准 物料基准：一般以1kg 熟料为基准； 温度基准：一般以0℃为基准； 1.2 热平衡范围 热平衡范围必须根据回转窑系统的设计或热工测定的目的、要求来确定。在回转窑系统设计时，其平衡范围，可以回转窑、回转窑加窑尾预热分解系统、或再加冷却机和煤磨作平衡范围。范围选得大，则进出口物料、气体温度较低，数据易测定或取得，但往往需要的数据较多，计算也烦琐。因此一般选回转窑加窑尾预热分解系统作为平衡范围。 1.3 原始数据 根据确定的计算基准和平衡范围，取得必要的原始数据，这是一项非常重要的工作。计算结果是否符合实际情况，主要取决于所选用的数据是否合理。对新设计窑或改造窑来说，主要是根据同类型窑的生产资料，结合工厂具体条件和我国实际情况、合理地确定各种参数；对于生产窑来说，主要通过热工测定取得实际生产中各种参数。若以窑加窑尾预热系统为平衡范围，一般要取得如下原始数据：生料用量、化学组成、水分、入窑温度；燃料成分、工业分析和入窑温度；一、二次空气的比例和温度；空气过剩系数、漏风系数；废气温度；飞灰量、灰温度及烧失量；收尘器收尘效率；窑体散热损失；熟料形成热等等。熟料形成热可根据熟料形成过程中的各项物理化学热效应求得，也可用经验公式计算或直接选定。 2 物料平衡与热量平衡 计算方法与步骤说明于下： 窑型：预分解窑 基准：1kg 熟料；0℃ 平衡范围：窑+预热器系统 根据确定的平衡范围，绘制物料平衡图和热量平衡图，如图1和图2所示。 图1 物料平衡图 图2 热量平衡图
2.1 物料平衡计算 2.1.1 收入项目 （1）燃料消耗量 m r （kg/kg 熟料） 设计新窑或技术改造时，m r 是未知量，通过热平衡方程求得，已生产的窑，通过热工测定得到。 （2）入预热器物料量 ① 干生料理论消耗量 s ar r gsL 100100L a A m m --= 式中，m gsL —干生料理论消耗量，kg/kg 熟料；A ar —燃料收到基灰分含量，%；a —燃料灰分掺入熟料中的量，%；L s —生料的烧失量，%。 ② 入窑回灰量和飞损量 ηfh yh m m = )1(fh Fh η-=m m 式中，m yh —入窑回灰量，kg/kg 熟料；m fh —出预热器飞灰量，kg/kg 熟料；m Fh —出收尘器飞灰损失量，kg/kg 熟料；η—收尘器、增湿塔综合收尘效率，%。 ③ 考虑飞损后干生料实际消耗量 s fh Fh gsL gs 100100L L m m m --?+= 式中，m gs —考虑飞损后干生料实际消耗量，kg/kg 熟料；L fh —飞灰烧失量，%。 ④ 考虑飞损后生料实际消耗量 s gs s 100100W m m -?= 式中，m s —考虑飞损后生料实际消耗量，kg/kg 熟料；W s —生料中水分含量，%。 ⑤ 入预热器物料量 yh s m m +=入预热器物料量（kg/kg 熟料） （3）入窑系统空气量 ① 燃料燃烧理论空气量 )O 0.033(S 0.267H 0.089C ar ar ar ar LK -++='V LK LK 293.1V m '='
钼精矿焙烧回转窑热平衡测试与分析
钼精矿焙烧回转窑热平衡测试与分析 【摘要】本文以某公司钼精矿焙烧回转窑作为测试对象进行热工测试和热平衡计算，由此了解钼精矿焙烧回转窑的能量利用情况。通过分析结果提出了优化设计以及节能建议，以达到高产低耗的目的。 【关键词】钼精矿回转窑；热工测试；热平衡计算 0 引言 钼精矿回转窑内反应过程十分复杂，既有物料内部的物理化学反应，又有窑内气体流动、燃料燃烧和传热，且影响窑内热工过程的因素很多[1-3]，若要改进回转窑设计，优化焙烧工艺操作，都必须借助回转窑的热量平衡和物料平衡来进行评估，因此需要对回转窑的热工过程进行综合测试。通过对回转窑的热工测定，我们可以了解回转窑的物料烧损和能量利用状况，编制相应的热平衡表，再对测试结果进行分析，结合回转窑的热工操作、窑体结构等具体情况，可以从中得到有价值的节能经验并提出节能措施。 1 热工测试 1.1 测定对象的确定 2 热平衡计算 本次热工测试中热平衡测定与计算方法以《中华人民共和国有色金属行业标准》YS/T124-1.1-94《回转窑热平衡测定与计算方法》为依据，并根据测试窑的特点进行了适当调整。 2.2.4 窑门溢气散热 2.2.5 其他热损失 3 热平衡测定结果分析与建议 由热平衡计算可知，此回转窑实际回收率为96%，燃料消耗量为93.75kg/h，单位产品燃料消耗耗为275kg/吨矿，绝大部分支出项热量由烟气及窑体散热带出，该回转窑在节能降耗方面上还有很大潜力可挖。 通过热平衡计算，揭示了钼精矿回转窑的热量分配情况，在热量支出项中： 3.1 出窑物料带走的热量 焙烧物料的出窑温度为776℃，这部分热量占到了总支出的3.2%，回收这部
热平衡计算.(DOC)
2.热平衡计算 单位时间内熔体固化放出的热量等于冷却水所带走的热量 ⑴ 进入模腔的总热量 G i n Q in ???= （公式11-1） 式中： Q in ——进入模腔的总热量（/KJ h ） n ——每小时注射次数 i ?——塑料熔体进入模腔时（1max t ）及冷却结束时（1min t ）塑料热含之差（/KJ kg ）查图4-2-13 公式计算 1max 1min ()p E i C t t L ?=-+。（公式11-2） P C ——平均比热，查表4-2-4； E L ——潜热，查表4-2-4 （/kJ kg ）。 G ——每次注射量（kg ） ⑵模具散热量L R c out Q Q Q Q ++= （公式11-3） 1)对流散发走的热量 ()021t t F Q m c -??=α （公式11-4） 式中： C Q ——对流散发走的热量（/KJ h ） 1α——传热系数0211t t A m -=α （公式11-5） F ——模具表面积（2m ） 2m t —模具平均温度（℃）查表4-2-6 0t —室温（℃） '''F F F τ=+ （公式11-6） 'F 为模具四侧面积，''F 为模具对合面积； τ 为开模率() ' '' ''θθθθτ+-= （公式11-7） θ注射时间，'θ制件冷却时间，''θ注射周期 1360 4.1868(0.25) 300 A t =?++
当0<2m t <300℃时,由实验得: 2)制品所需冷却时间计算 冷却时间定义：从熔体充满型腔起，到可以开模取出制件止的这段时间。常以制件巳充分凝固，具 有一定强度和刚性为准，具体的标准为： (a)制件最厚部断面中心层温度冷却到该种塑料的热变温度以下所需的时间。 （b ）制件断面的平均温度，冷却到所要求的某一温度以下所要的时间： （c ）某些较厚的制品，断面中心部分尚未凝固，但有一定的壳层已经凝固，此时取出制品，可不产 生让大的变形，这段时间也可定为制件的冷却时间。 (d)结晶性塑料制件最厚部位断面的中心层温度，冷却到其熔点以下所需的时间。 2)制品所需冷却时间计算 ①可查表4-2-5确定 ②可理论计算 制件最厚部断面中心层温度冷却到热变温度以下所需的时间。 ?? ???????? ???='W w 22 --4ln k t T T T T S m ππθ （公式11-8） t--制品的壁厚，㎜ w T --模具温度，℃ 表4-2-6 m T --塑料熔体温度，℃ 表4-2-6 s T --塑件的热变形温度，℃ κ --塑料热扩散系数，㎜2 /s 表4-2-4 3)由辐射散发的热量 （公式11-9） 式中：R Q ——由辐射散发的热量（/KJ h ） 'F ——为模具四侧面积（2m ） ?? ????? ???? ??+-??? ??+?=4 42'R 100273100273Q t t F m ε
回转窑的结构及工作原理概述..
回转窑的结构及工作原理概述 回转窑的结构及工作原理概述 回转窑的筒体由钢板卷制而成，筒体内镶砌耐火衬，且与水平线成规定的斜度，由3个轮带支承在各挡支承装置上，在入料端轮带附近的跨内筒体上用切向弹簧板固定一个大齿圈，其下有一个小齿轮与其啮合。正常运转时，由主传动电动机经主减速器向该开式齿轮装置传递动力，驱动回转窑。 物料从窑尾（筒体的高端）进入回转窑内煅烧。由于筒体的倾斜和缓慢的回转作用，物料既沿圆周方向翻滚又沿轴向（从高端向低端）移动，继续完成其工艺过程，最后，生成熟料经窑头罩进入冷却机冷却。 燃料由窑头喷入窑内，燃烧产生的废气与物料进行交换后，由窑尾导出。本设计不含燃料的燃烧器。 该窑在结构方面有下列主要特点： 1、简体采用保证五项机械性能（σa、σb、σ%、αk和冷弯试验）的 20g及Q235－B钢板卷制，通常采用自动焊焊接。筒体壁厚：一般为25mm，烧成带为32mm,轮带下为65mm，由轮带下到跨间有38mm厚的过渡段节，从而使筒体的设计更为合理，既保证横截面的刚性又改善了支承装置的受力状态。 2、在筒体出料端有耐高温、耐磨损的窑口护板，筒体窑尾端由一米长1Cr18Ni9Ti钢板制作。其中窑头护板与冷风套组成分格的套筒空间，从喇叭口向筒内吹冷风冷却窑头护板的非工作面，以有利该部分的长期安全工作，在筒体上套有三个矩形实心轮带。轮带与筒体垫板间的间隙由热膨胀量决定，当窑正常运转时，轮带能适度套在筒体上，以减少筒体径向变形。 3、传动系统用单传动，由变频电动机驱动硬齿面三级圆柱齿轮减速器，再带动窑的开式齿轮副，该传动装置采用胶块联轴器，以增加传动的平稳性，设有连接保安电源的辅助传动装置，可保证主电源中断时仍能盘窑操作，防止筒体弯曲并便利检修。 4、回转窑窑头密封采用罩壳气封、迷宫加弹簧刚片双层柔性密封装置。通过喇叭口吹入适量的冷空气冷却护板，冷空气受热后从顶部排走；通过交迭的耐热弹簧钢片下柔性密封板压紧冷风套筒体，保证在窑头筒体稍有偏摆时仍能保持密封作用。 5、回转窑窑尾密封采用钢片加石墨柔性密封。该装置安装简单方便，使用安全可靠。 回转窑的主要结构
水泥回转窑物料平衡、热平衡与热效率计算方
水泥工业窑热能平衡4.1.6.1 水泥工业窑热能平衡的基本概念 熟料烧成综合能耗 comprehensive energy consumption of clinker burning 熟料烧成综合能耗指烧成系统在标定期间内，实际消耗的各种能源实物量按规定的计算方法和单位分别折算成标准煤的总和，单位为千克（kg）。 熟料烧成热耗 heat consumption of clinker burning 熟料烧成热耗指单位熟料产量下消耗的燃料燃烧热，单位为千焦每千克（kJ/kg）。 回转窑系统热效率 heat efficiency of rotary kiln system 回转窑系统热效率指单位质量熟料的形成热与燃料（包括生料中可燃物质）燃烧放出热量的比值，以百分数表示（%）。 根据热平衡参数测定结果计算，热平衡参数的测定按JC/T733规定的方法进行。窑的主要设备情况及热平衡测定结果记录表参见附录A。 熟料形成热的理论计算方法参见附录B 4.1.6.2 水泥回转窑物料平衡 物料平衡计算的范围是从冷却机熟料出口到预热器废弃出口（即包括冷却机、回转窑、分解炉和预热器系统）并考虑了窑灰回窑操作的情况。 物料基础：1kg熟料 1.收入部分 （1）燃料消耗量 1）固体或液体燃料消耗量
+= yr Fr r sh M M m M …………………………（4-1） 式中： m r ——每千克熟料燃料消耗量，单位为kg/kg ； M yr ——每小时如窑燃料量，单位为kg/h ； M Fr ——每小时入分解炉燃料量，单位为kg/h ； M sh ——每小时熟料产量，单位为kg/h 。 2） 气体燃料消耗量 ρ= ?r r r sh V m M …………………………………（4-2） 式中： V y ——每小时气体燃料消耗体积，单位为Nm 3/h ； ρr ——气体燃料的标况密度，单位为kg/Nm 3。 ρρρρρρρρ?+?+?+?+?+?+?= 2 2 2 2 2 22O 222O C 100 m m CO CO m m C H H N H O r CO CO H H N H O ………………………………………………………………………………………………… (4-3) 式中： CO 2、CO 、O 2、C m H m 、H 2、N 2、H 2O ——气体燃料中各成分的体积分数，以百分数表示（%）； ρ2 CO 、ρCO 、ρ2 O 、ρm m C H 、ρ2H 、ρ2N 、ρ2 H O ——各成分的标况密度，单位为 kg/m 3N,参见附录C 。
装载机液压系统热平衡分析
装载机液压系统热平衡分析 发表时间：2019-04-17T09:43:54.903Z 来源：《防护工程》2018年第36期作者：兰忠 [导读] 为装载机的工作特性和液压系统的热特性进行数据支持，为我国装载机技术的发展提供较为准确的优化方向。 中铁二局第二工程有限公司四川成都 610091 摘要：随着工程机械的快速发展，装载机由于具有作业效率高、灵活机动、操作轻便及负载能力高等优点，在建筑业及矿业中得到广泛应用。本文在对装载机液压系统热特性的分析过程中，通过对装载机主要元件的产热和散热情况的研究，建立了装载机运行过程中的液压热平衡模型，基于计算机软件和程序分别将装载机工作装置的动力学和液压系统合成仿真模型。 关键词：装载机；液压系统；热平衡分析 引言 装载机属于典型的机、电、液一体化设备。主要由机械本体、液压系统、电气控制系统组成。本文对装载机液压系统热平衡进行分析，通过数学建模的形式为今后的设备安全和优化提供一定的依据。 1装载机液压系统油温过高的危害 油温过高，会使油液粘度降低，泄漏增大，运动元件之间的油膜变薄或被破坏，运动阻力增大，磨损加剧；橡胶密封件变形，提前老化失效，造成泄漏；加速油液氧化变质，降低油液使用寿命，并析出沥青物质，堵塞阻尼小孔和阀口，导致压力阀调压失灵、流量阀流量不稳定和方向阀卡死不换向；油的空气分离压力降低，空气逸出，产生气穴，从而导致装载机工作性能降低。 2装载机压系统热平衡建模阐述 首先，对于容性元件可以根据能量守恒定律以及流体焓的定义转化该类型元件的产热量数据。公式如下： 其中，qg表示经过管道流体流量的数据，ξ表示沿程阻力系数，v表示液压系统内部流体的流动速度，l表示液压管道的长度，λ表示阻力元件产生的损失热量系数，d表示液压系统的管道直径。 3液压系统热平衡计算 3.1液压系统系统发热功率计算 发热功率的计算，可采用两种方法：一种是通过元件的功率损失计算发热量，这种方法直接分析发热源，可采取针对性措施减少发热量；另一种是通过系统的输入功率和执行元件的有效输出功率来计算发热量，这种方法不需要考虑每一个发热源，但需要掌握系统工况随时间变化的特性。 3.1.1按元件功率损失计算 （1）液压泵功率损失引起的发热功率：H1=P（1-η）。其中：P—液压泵的总功率，P=pq/η；η—液压泵的总效率，一般在0.7~0.85之间，常取0.8；p—液压泵实际出口压力；q-液压泵实际流量。 （2）液压阀功率损失引起的发热功率：H2=p1q1。其中：p1—通过阀的压力损失，根据测试数据统计，一般取阀口压降为1.4MPa；q1—流经该阀的流量。 （3）管路及其他功率损失引起的发热功率：H3=（0.03~0.05）P。此项功率损失，包括很多复杂的因素，由于其值较小，加上管路散热的关系，在计算时一般取全部能量的0.03~0.05倍。 （4）系统总的发热功率损失：H=∑Hi=H1+H2+H3。 3.1.2按系统输入功率和执行元件有效输出功率计算 当把液压系统当作能量整体，电动机向液压泵输入能量和执行元件向外输出能量的差值即为系统的损失即系统的发热量。系统的发热
回转窑技术参数
各种回转窑用途及技术参数 2011-2-22 00:08 回转窑 回转窑是指旋转煅烧窑(俗称旋窑)，属于建材设备类。回转窑按处理物料不同可分为水泥窑、冶金化工窑和石灰窑。回转窑按处理物料不同可分为水泥窑、冶金化工窑和石灰窑。水泥窑主要用于煅烧水泥熟料，分干法生产水泥窑和湿法生产水泥窑两大类。冶金化工窑则主要用于冶金行业钢铁厂贫铁矿磁化焙烧;铬、镍铁矿氧化焙烧;耐火材料厂焙烧高铝钒土矿和铝厂焙烧熟料、氢氧化铝;化工厂焙烧铬矿砂和铬矿粉等类矿物。石灰窑(即活性石灰窑)用于焙烧钢铁厂、铁合金厂用的活性石灰和轻烧白云石。 回转窑基本信息 在建材、冶金、化工、环保等许多生产行业中，广泛地使用回转圆备对固体物料进行机械、物理或化学处理，这类设备被称为回转窑。 回砖窑设备 回转窑的应用起源于水泥生产，1824年英国水泥工J阿斯普发明了间歇操作的土立窑;1883年德国狄茨世发明了连续操作的多层立窑;1885英国人兰萨姆(ERansome)发明了回转窑，在英、美取得专利后将它投入生产，很快获得可观的经济效益。回转窑的发明，使得水泥工业迅速发展，同时也促进了人们对回转窑应用的研究，很快回转窑被广泛应用到许多工业领域，并在这些生产中越来越重要，成为相应企业生产的核心设备。它的技术性能和运转情况，在很大程度上决定着企业产品的质量、产量和成本。“只要大窑转，就有千千万”这句民谣就是对生产中回转窑重要程度的生动描述。在回转窑的应用领域，水泥工业中的数量最多。 水泥的整个生产工艺概括为“两磨一烧”，其中“一烧”就是把经过粉磨配制好的生料，在回转窑的高温作用下烧成为熟料的工艺过程。因此，回转窑是水泥生产中的主机，俗称水泥工厂的“心脏”。建材行业中，回转窑除锻烧水泥熟料外，还用来锻烧粘土、石灰石和进行矿渣烘干等;耐火材料生产中，采用回转窑锻烧原料，使其尺寸稳定、强度增加，再加工成型。有色和黑色冶金中，铁、铝、铜、锌、锡、镍、钨、铬、锉等金属以回转窑为冶炼设备，对矿石、精矿、中间物等进行烧结、焙烧。如:铝生产中用它将氢氧化铝焙烧成氧化铝;炼铁中用它生产供高炉炼铁的球团矿;国外的“SL/RN法”、“Krupp法”用它对铁矿石进行直接还原;氯化挥发焙烧法采用它提取锡和铅等。选矿过程中，用回转窑对贫铁矿进行磁化焙烧，使矿石原来的弱磁性改变为强磁性，以利于磁选。化学工业中，用回转窑生产苏打，锻烧磷肥、硫化钡等。上世纪60年代，美国LapPle等发明了用回转窑生产磷酸的新工艺。该法具有能耗低、用电少、不用硫酸和可利用中低品位磷矿的优点，很快得到推广。 在回转窑的生产中经常会出现结圈现象，现在大多用停工人工清理的办法，但是影响生产，提高生产成本，刚刚研制出来的回转窑清圈机避免了这个现象。能很好的处理结圈现象。 此外，在环保方面，世界上发达国家利用水泥窑焚烧危险废物、垃圾已有20余年的历史，这不仅使废物减量化、无害化，而且将废物作为燃料利用，节省煤粉，做到废物的资源化。 回转窑的类型 水泥工业在发展过程中出现了不同的生产方法和不同类型的回转窑，按生料制备的方法可分为干法生产和湿法生产，与生产方法相适应的回转窑分为干法回转窑和湿发回转窑两类。由于窑内窑尾热交换装置不同，又可分为不同类型的窑。 转窑的分类 水泥回转窑 水泥窑目前主要有两大类，一类是窑筒体卧置（略带斜度），并能作回转运动的称为回转窑（也称旋窑）；另一类窑筒体是立置不转动的称为立窑。 1、湿法回转窑的类型： 用于湿法生产中的水泥窑称湿法窑，湿法生产是将生料制成含水为32%~40%的料浆。由于制备成具有流动性的泥浆，所以各原料之间混合好，生料成分均匀，使烧成的熟料质量高，这是湿法生产
液压系统的设计计算
液压系统的设计计算2 题目：一台加工铸铁变速箱箱体的多轴钻孔组合机床，动力滑台的动作顺序为快速趋进工件→Ⅰ工进→Ⅱ工进→加工结束块退→原位停止。滑台移动部件的总重量为5000N ，加减速时间为0.2S 。采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。快进行程为200MM ，快进与快退速度相等均为min /5.3m 。Ⅰ工进行程为100mm ，工进速度为min /100~80mm ，轴向工作负载为1400N 。Ⅱ工进行程为0.5mm ，工进速度为min /50~30mm ，轴向工作负载为800N 。工作性能要求运动平稳，试设计动力滑台的液压系统。 解： 一 工况分析 工作循环各阶段外载荷与运动时间的计算结果列于表1 液压缸的速度、负载循环图见图1
二 液压缸主要参数的确定 采用大、小腔活塞面积相差一倍（即A 1=2A 2）单杆式液压缸差动联接来达到快 速进退速度相等的目的。为了使工作运动平稳，采用回油路节流调速阀调速回路。液压缸主要参数的计算结果见表2。 按最低公进速度验算液压缸尺寸 故能达到所需低速 2 7.163 1005.06.253 min min 2 2cm v Q cm A =?=>= 三 液压缸压力与流量的确定
因为退时的管道压力损失比快进时大，故只需对工进与快退两个阶段进行计算。计算结果见表3 四液压系统原理图的拟定 (一)选择液压回路 1.调速回路与油压源 前已确定采用回油路节流调速阀调速回路。为了减少溢流损失与简化油路，故采用限压式变量叶片泵 2.快速运动回路 采用液压缸差动联接与变量泵输出最大流量来实现 3.速度换接回路 用两个调速阀串联来联接二次工进速度，以防止工作台前冲(二)组成液压系统图（见图2）
水泥回转窑物料平衡热平衡与热效率计算方
水泥工业窑热能平衡 4.1.6.1 水泥工业窑热能平衡的基本概念 熟料烧成综合能耗 comprehensive energy consumption of clinker burning 熟料烧成综合能耗指烧成系统在标定期间内，实际消耗的各种能源实物量按规定的计算方法和单位分别折算成标准煤的总和，单位为千克（kg）。 熟料烧成热耗 heat consumption of clinker burning 熟料烧成热耗指单位熟料产量下消耗的燃料燃烧热，单位为千焦每千克（kJ/kg）。 回转窑系统热效率 heat efficiency of rotary kiln system 回转窑系统热效率指单位质量熟料的形成热与燃料（包括生料中可燃物质）燃烧放出热量的比值，以百分数表示（%）。 根据热平衡参数测定结果计算，热平衡参数的测定按JC/T733规定的方法进行。窑的主要设备情况及热平衡测定结果记录表参见附录A。 熟料形成热的理论计算方法参见附录B 4.1.6.2 水泥回转窑物料平衡 物料平衡计算的范围是从冷却机熟料出口到预热器废弃出口（即包括冷却机、回转窑、分解炉和预热器系统）并考虑了窑灰回窑操作的情况。 物料基础：1kg熟料 1.收入部分
（1）燃料消耗量 1）固体或液体燃料消耗量 +=yr Fr r sh M M m M ………………………… （4-1） 式中： m r ——每千克熟料燃料消耗量，单位为kg/kg ； M yr ——每小时如窑燃料量，单位为kg/h ； M Fr ——每小时入分解炉燃料量，单位为kg/h ； M sh ——每小时熟料产量，单位为kg/h 。 2） 气体燃料消耗量 ρ=?r r r sh V m M …………………………………（4-2） 式中： V y ——每小时气体燃料消耗体积，单位为Nm 3/h ； ρr ——气体燃料的标况密度，单位为kg/Nm 3。 ρρρρρρρρ?+?+?+?+?+?+?= 2 2 2 2 2 22O 222O C 100 m m CO CO m m C H H N H O r CO CO H H N H O
闭式液压系统热平衡计算
闭式液压系统内部油温的热平衡是决定系统工作寿命，甚至能否正常工作的重要因素之一。因而在设计闭式液压系统时，设计者需要对整个系统的热平衡进行一个概算，从而对这个系统的温升有一个评估和判断，极大的避免了盲目试验。笔者结合现在的认识，对闭式液压系统做如下的概略分析，以期抛砖引玉之效。 在设计计算系统热平衡之前，首先需要确定对于这个系统，最高的内部油温ｔ２不超过１００℃，在系统工作压差超过１４Ｍｐａ时，设计ｔ２定为９５℃，油箱温度ｔ１定位６５℃，系统温度循环如下图所示： 系统发热量： 在闭式液压系统中，由于局部和沿程压力损失、内部泄漏及运动部件摩擦力的存在，会导致一部分系统功率损失，这一部分损失的功率会转化成热量被系统的油液及元器件所吸收，使系统温度升高。根据能量守恒定律，系统损失的功率将转化成热量，即系统的损失功率为系统的发热功率。如果设系统的功率为Ｐ，总效率为η＝０．６５～０．７５，系统的总发热功率为Ｐｔ，则有 Ｐ＝Ｑ△Ｐ（１－η）／６０（ｋＷ）（１） 式中：Ｑ为主泵的流量，Ｌ／ｍｉｎ；△Ｐ为系统的工作压差，Ｍｐａ。 系统散热量： 整个散热系统可理解分为三级，第一级为补油泵的冲洗散热，第二级为油散热器的散热，第三级为油箱散热。 补油泵的一级冲洗散热。闭式系统的大部分热量是靠补油泵的低温油液置换冲洗带走。若不计液压元件表面散热，单位时间内，当补油泵的低温油和系统的高温油达到热平衡（温度计为ｔ）时，系统发热量等于冲洗散热量，则散热功率： Ｐ＝ＬρＣ△Ｔ／６０（ｋＷ）（２） 式中：Ｌ为补油泵流量，Ｌ／ｍｉｎ。ρ为液压油密度０．８５ｋｇ／Ｌ。 Ｃ为液压油比热容，ｋＪ／（ｋｇ·°Ｃ），取１．８８。 △Ｔ为低温油和热平衡油温度之差，°Ｃ。△Ｔ＝ｔ－ｔ１ 设补油系数为Ｋ＝Ｌ／Ｑ＝０．１５～０．２５。（３） 联合（１）、（２）和（３）式得△Ｔ＝（４） 由式（４）可知，对于选定的液压油品、液压泵和马达，液压油密度ρ、液压油比热容Ｃ、总效率为η和补油系数Ｋ为定值，系统一级温升△Ｔ与系统的工作压差△Ｐ成正比。 在忽略系统泄漏的前提下，系统达到热平衡的温度ｔ＝（５） △Ｔ＝ｔ－ｔ１（６） 由（４）、（５）、（６）和（７）可得：ｔ２＝（１＋Ｋ）ｔ－Ｋｔｌ＝Ｋ△Ｔ＋ｔ。（７）求出的ｔ２与上文设定值进行比较，也即满足条件ｔ２≤９５℃。 液压油散的二级散热。散热器所需的散热功率： Ｐ＝（ｔ－ｔ３）ＣρＱ／６０，（ｋＷ）（８） 式中：Ｑ为进入油散的回油流量，Ｌ／ｍｉｎ．ｔ３为油散出口油温，℃液压油箱的三级散热。液压油箱的散热功率： Ｐ＝ＫＡ（ｔ１－Ｔ）ｘ１０，（ｋＷ）（９） 式中：Ｋ为油箱散热系数，与通风条件有关，一般３０～５５Ｗ／ｍ·℃ Ａ为油箱的散热面积，ｍ。Ｔ为环境温度，℃ 从散热器进入油箱的油液冷却至油箱温度ｔ１所需功率近似等于液压油箱的自然散热功率，从而保证油箱油温的基本恒定，即： Ｐ＝△ＴＣρＱ／６０（１０） Ｔ＝ｔ３－ｔ１（１１）
3 回转窑系统热平衡计算
回转窑系统热平衡计算 1 热平衡计算基准、范围及原始数据 1.1 热平衡计算基准 物料基准：一般以1kg熟料为基准； 温度基准：一般以0℃为基准； 1.2 热平衡范围 热平衡范围必须根据回转窑系统的设计或热工测定的目的、要求来确定。在回转窑系统设计时，其平衡范围，可以回转窑、回转窑加窑尾预热分解系统、或再加冷却机和煤磨作平衡范围。范围选得大，则进出口物料、气体温度较低，数据易测定或取得，但往往需要的数据较多，计算也烦琐。因此一般选回转窑加窑尾预热分解系统作为平衡范围。 1.3 原始数据 根据确定的计算基准和平衡范围，取得必要的原始数据，这是一项非常重要的工作。计算结果是否符合实际情况，主要取决于所选用的数据是否合理。对新设计窑或改造窑来说，主要是根据同类型窑的生产资料，结合工厂具体条件和我国实际情况、合理地确定各种参数；对于生产窑来说，主要通过热工测定取得实际生产中各种参数。若以窑加窑尾预热系统为平衡范围，一般要取得如下原始数据：生料用量、化学组成、水分、入窑温度；燃料成分、工业分析和入窑温度；一、二次空气的比例和温度；空气过剩系数、漏风系数；废气温度；飞灰量、灰温度及烧失量；收尘器收尘效率；窑体散热损失；熟料形成热等等。熟料形成热可根据熟料形成过程中的各项物理化学热效应求得，也可用经验公式计算或直接选定。 2 物料平衡与热量平衡 计算方法与步骤说明于下： 窑型：预分解窑 基准：1kg熟料；0℃ 平衡范围：窑+预热器系统 根据确定的平衡范围，绘制物料平衡图和热量平衡图，如图1和图2所示。 图1 物料平衡图图2 热量平衡图
2.1 物料平衡计算 2.1.1 收入项目 （1）燃料消耗量 m r （kg/kg 熟料） 设计新窑或技术改造时，m r 是未知量，通过热平衡方程求得，已生产的窑，通过热工测定得到。 （2）入预热器物料量 ① 干生料理论消耗量 s ar r gsL 100100L a A m m --= 式中，m gsL —干生料理论消耗量，kg/kg 熟料；A ar —燃料收到基灰分含量，%；a —燃料灰分掺入熟料中的量，%；L s —生料的烧失量，%。 ② 入窑回灰量和飞损量 ηfh y h m m = )1(fh Fh η-=m m 式中，m yh —入窑回灰量，kg/kg 熟料；m fh —出预热器飞灰量，kg/kg 熟料；m Fh —出收尘器飞灰损失量，kg/kg 熟料；η—收尘器、增湿塔综合收尘效率，%。 ③ 考虑飞损后干生料实际消耗量 s fh Fh gsL gs 100100L L m m m --?+= 式中，m gs —考虑飞损后干生料实际消耗量，kg/kg 熟料；L fh —飞灰烧失量，%。 ④ 考虑飞损后生料实际消耗量 s gs s 100100W m m -?= 式中，m s —考虑飞损后生料实际消耗量，kg/kg 熟料；W s —生料中水分含量，%。 ⑤ 入预热器物料量 y h s m m +=入预热器物料量（kg/kg 熟料） （3）入窑系统空气量 ① 燃料燃烧理论空气量 )O 0.033(S 0.267H 0.089C ar ar ar ar LK -++='V LK LK 293.1V m '='
水泥回转窑物料平衡热平衡与热效率计算方
水泥回转窑物料平衡热平衡与热效率计算方 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
水泥工业窑热能平衡 4.1.6.1 水泥工业窑热能平衡的基本概念 熟料烧成综合能耗 comprehensive energy consumption of clinker burning 熟料烧成综合能耗指烧成系统在标定期间内，实际消耗的各种能源实物量按规定的计算方法和单位分别折算成标准煤的总和，单位为千克（kg）。 熟料烧成热耗 heat consumption of clinker burning 熟料烧成热耗指单位熟料产量下消耗的燃料燃烧热，单位为千焦每千克 （kJ/kg）。 回转窑系统热效率 heat efficiency of rotary kiln system 回转窑系统热效率指单位质量熟料的形成热与燃料（包括生料中可燃物质）燃烧放出热量的比值，以百分数表示（%）。 根据热平衡参数测定结果计算，热平衡参数的测定按JC/T733规定的方法进行。窑的主要设备情况及热平衡测定结果记录表参见附录A。 熟料形成热的理论计算方法参见附录B 4.1.6.2 水泥回转窑物料平衡 物料平衡计算的范围是从冷却机熟料出口到预热器废弃出口（即包括冷却机、回转窑、分解炉和预热器系统）并考虑了窑灰回窑操作的情况。 物料基础：1kg熟料
1.收入部分 （1）燃料消耗量 1）固体或液体燃料消耗量 +=yr Fr r sh M M m M ………………………… （4-1） 式中： m r ——每千克熟料燃料消耗量，单位为kg/kg ； M yr ——每小时如窑燃料量，单位为kg/h ； M Fr ——每小时入分解炉燃料量，单位为kg/h ； M sh ——每小时熟料产量，单位为kg/h 。 2） 气体燃料消耗量 ρ=?r r r sh V m M …………………………………（4-2） 式中： V y ——每小时气体燃料消耗体积，单位为Nm 3/h ；
闭式液压系统油温过高的分析与计算
闭式液压系统油温过高的分析与计算 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
闭式液压系统油温过高的分析与计算 摘要：闭式液压系统在工程机械上得到广泛应用，高油温是液压系统的突出问题，会改变油液物理特性，损伤液压元件，影响系统的工作性能。介绍了典型的车辆行走闭式液压系统，并对系统热平衡进行分析计算。 0引言 液压系统工作时压力、容积和机械损失所构成的总的能量损失必然转化成热能，使液压系统的油温升高，由此产生很多不良后果，如油温上升，油液黏度很快下降，泄漏增大，容积效率降低;油温升高还会使油液形成胶状物质，堵塞元件小孔和缝隙，使液压系统不能正常工作等，尤其是闭式液压系统更容易由于高温而导致系统效能下降甚至失效。 1典型的车辆液压系统介绍 静液压驱动行走车辆主要由闭式行走回路和开式辅助回路组成。辅助回路主要用来转向和举升等动作，可以是普通开式阀控系统也可以是负荷敏感系统。 由于液压系统的温升主要由闭式回路产生，因此本文以某车型为例，介绍闭式行走回路的原理。行走回路的液压原理图如图1 所示。 该回路由闭式变量泵、自动变量马达和冲洗阀等组成。柴油发动机带动闭式变量泵和补油泵，补油泵从油箱吸油，补入闭式系统冷油，同时闭式系统中的热油通过冲洗阀流出带走系统中产生的热量。当热油带走的热量等于系统产生的热量，液压油温达到平衡。 2闭式液压系统高油温原因分析 (1)液压元件选用不合理设计液压系统时，元件的规格会对油温产生很大的影响。若液压控制阀的规格小，则系统会产生很大的节流损失，使系统发热;若选取的液压控制阀的规格大，则系统多余的液压油从溢流阀溢流，造成大量的能量损失，使系统发热; (2)管路设计不合理如管路管径偏小会增加系统的沿程压力损失;管路截面变化频繁、弯管和接头多会增加系统的局部压力损失，均会使系统发热增加; (3)液压油使用不合理工作介质选择时，黏度对温升影响显着，黏度过大会使黏性阻力损失增加，导致温升增大;黏度过低会使系统泄漏增大导致容积效率降低，两者均会增大系统的温升;液压油的污染老化会增大系统阻力，而且杂质颗粒会划伤液压元件，增大泄漏和磨损，使油温升高; (4)冷却循环系统设计不合理该系统采用补油泵和冲洗阀将工作产生的热油导入油箱来降低系统的温度，若补油泵流量太小则不能带走系统产生的热量，补油泵流量太大则会造成油液溢流浪费发动机功率，增大能量损耗。 3闭式液压传动系统热平衡分析与计算
炭素制品生产炉窑热平衡测定与计算方法 第1部分：回转窑(标准状
I C S59.100.20 F01 中华人民共和国有色金属行业标准 Y S/T124.1 2010 部分代替Y S/T124 1994 炭素制品生产炉窑 热平衡测定与计算方法 第1部分:回转窑 M e t h o d s o f d e t e r m i n a t i o na n d c a l c u l a t i o no f h e a t b a l a n c e i nm e t a l l u r g i c a l f u r n a c e s f o r p r o d u c t i o no f c a r b o n p r o d u c t s P a r t1:G y r a t i o n c a v e 2010-11-22发布2011-03-01实施
前言 Y S/T124‘炭素制品生产炉窑热平衡测定与计算方法“分成5部分: 第1部分:回转窑; 第2部分:罐式煅烧炉; 第3部分:电气煅烧炉; 第4部分:焙烧炉; 第5部分:石墨化电阻炉三 本部分为Y S/T124的第1部分三 本部分按照G B/T1.1 2009给出的规则起草三 本标准由全国有色金属标准化技术委员会(S A C/T C243)归口三 本部分是对Y S/T124 1994‘炭素制品生产炉窑热平衡测定与计算方法“中回转窑部分的修订三与Y S/T124 1994相比,主要变化如下: 规范了计量单位二符号等,突出了标准的严谨性; 对炉体表面温度的测试更符合实际要求三 本部分由全国有色金属标准化技术委员会提出并归口三 本部分由中国铝业股份有限公司贵州分公司负责起草三 本部分主要起草人:裴天毅二项阳二刘贵生二王强三
水泥厂回转窑系统操作规程详解
四平北方窑系统操作规程 目的 本规程旨在树立安全第一、预防为主的观点，统一操作思想，生产合格生料，力求达到优质、稳定、高产、低耗的目的。 二、范围 本规程适用于窑系统，即从生料库底至熟料库顶和窑头废气处理的所有设备。 三、指导思想 1．树立安全生产，质量第一的观念，达到连续、稳定生产； 2．严格遵守设备操作规程,精心操作、杜绝违章； 3．制定最佳操作参数，做到优质、稳定、高产、低耗，努力做到系统设备安全稳定运行，确保生料库料位，实现安全、文明生产。 一、点火前的检查准备工作： 1、现场检查各有关设备的润滑情况及螺栓是否松动，尤其是轮带与垫板间应加足石墨锂基脂。检查预热器、窑及冷却机内的耐火衬完好情况，有关人员、支架、工具、杂物等是否已全部撤离和清理干
净，以及三次风管的积料情况。将预热器各翻板阀吊起，确认管道畅通无堵后，将翻板阀放下，并严密关闭整个系统的人孔门及捅料孔盖。确认风机进口风门处于关闭状态。 2、校准燃烧器角度及距窑口距离，喷煤管前段与窑口相距 10~20cm，角度以窑中心点略偏向第四象限。并做好记录。 3、根据工艺要求向窑操提供升温曲线图。 4、确认窑头喂煤仓内有足够的煤粉（可用4小时左右），确认柴油泵站有足够的油量满足点火升温要求。各专业人员进入岗位并完成各项准备工作。 5、窑操作员、巡检工应对本系统全面检查了解，并将准备工作、检查情况及结果全面真实地写入交接班记录，并将存在的问题向分管上级领导汇报。接到点火指令后，由生产调度通知原料、煤磨、电气、仪表、自动化等专业人员将各设备、仪器仪表送电，通知水泵房送水，通知现场将本系统所有设备的现场控制转入中控位置，检查各设备、仪器是否备妥。 6、启动相关空压机，风机润滑系统窑减速机润滑系统。 二、点火升温：
液压系统温升及散热器选型计算
液压系统温升及散热器选型计算 液压系统油液温升计算及冷却器选型 摘要: 介绍了液压系统的系统损耗功率及油液温升的计 算。通过对两种冷却器的比较, 提出了正确的选型方法。
关键词: 液压系统; 油液温升; 冷却器; 损耗功率 1 前言 液压系统的压力、容积和机械损失构成总的能 量损失, 这些能量损失都将转化为热量, 使系统油温升高。油温的变化将直接影响液压元件的寿命; 油温升高将使油液氧化, 加速油液的变质; 油温过高还严重影响液压油的稳定性, 进而影响液压系统的寿命和传动效率。为此, 必须对系统进行发热与温升计算, 以便对系统温升加以控制。下面对液压系统的发热量及温升计算和冷却器的选择予以介绍。 2 系统损耗功率和温升计算 2.1 损耗功率计算 液压系统发热的主要原因是由液压泵和执行器 的功率损失以及溢流阀的溢流损失造成的。其系统的损耗功率即发热功率为: H=P( 1- η) 式中: P—系统泵组的总驱动功率; η—系统效率。 η=ηP η C η A 其中: ηP —液压泵的效率, 可从产品样本中查到; η A —液压执行器总效率, 液压缸一般取0.9～0.95; η C —液压回路的效率。 η C = Σp1 q1 Σp P q P 式中: Σp1 q1 —各执行器负载压力和负载流量即输入 流量乘积的总和; Σp p q p —各液压泵供油压力和输出流量乘积的 总和。 系统的损耗功率即发热功率H 也可按下式估 算, 由于热能的损耗总量约占泵组驱动功率的15% ～30%, 因此: H=( 15%～30%) P 2.2 油液温升计算 液压系统中产生的热量H, 由系统中各个散热
第5章 窑尾物料和热平衡计算
第5章窑尾物料和热平衡计算 5.1原始资料 1、各部位温度设置值 ①入预热器生料温度：50℃②入窑回灰温度：50℃ ③入窑一次空气温度：30℃④入窑二次空气温度：1100℃ ⑤环境温度：20℃⑥入窑、分解炉燃料温度：60℃ ⑦入分解炉三次空气温度：950℃⑧熟料出窑温度：1350℃ ⑨废气出预热器温度：320℃⑩飞灰出预热器温度：300℃ 2、入窑风量比（%） 一次空气（K1）:二次空气（K2）:窑头漏风（K3）=10:85:5 预热器漏风量占理论空气量的比例：K4=0.10 提升机喂料带入空气量占理论空气量的比例K =0.09 5 =0.05 分解炉及窑尾漏风占分解炉用燃料理论空气量的比例K 6 3、燃料分配比（%） 回转窑（K y）：分解炉(K f)=40:60 4、出预热器飞灰量:0.12kg/kg熟料 5、出预热器飞灰烧失量:33.4% 6、各处的空气过剩系数 窑尾：αy=1.05. 分解炉混合室出口：αL=1.15 预热器出口：αf=1.25 7、窑尾综合收尘效率η=99.9% 8熟料形成热:1750kJ/kg熟料 9系统的表面散热损失：200J/kg熟料 14、生料水分含量:0.1% 15、窑产量：5000t/d 16、煤元素分析 表5-1煤的元素分析
5.2物料平衡及热量平衡计算 5.2.1物料平衡计算 基准:1kg 熟料,温度0℃ 1收入项目 ①燃料的总消耗量：r m = m yr +m Fr （g/kg 熟料) 式中 m yr ——窑用燃料量, 0.4 m r (kg/kg 熟料)； M Fr ——分解炉用燃料量, 0.6 m r (kg/kg 熟料) ②生料消耗量、入预热器的物料量 ? 、干生料的理论消耗量 gsL m = ad 100A α100r m Ls --=128.34-100mr 127.69-100?? =1.518 -0.420r m (Kg/kg 熟料) 式中：gsL m ----干生料理论消耗量, kg/kg 熟料 A ad ---煤应用基灰分含量,% Ls ---生料的烧失量,34.128% α---燃料灰分的掺入量，取100% ?、出收尘器的飞损量及回灰量 0001.0)999.0-1(12.0)η-1(=?==fh Fh m m 2(kg/kg 熟料) 11988 .000012.0-12.0-===Fh fh yh m m m (kg/kg 熟料) 式中：yh m ---入窑回灰量, kg/kg 熟料 fh m ---出预热器飞灰量, kg/kg 熟料 Fh m ---出收尘器飞灰损失量, kg/kg 熟料 η---收尘器,增湿塔综合收尘效率,% ?、考虑飞损后干生料的实际消耗量 m gs =s fh Fh gsl L L m m -100-100? + =（1.518 -0.420r m ）+0.00012 128 .34-1004 .33-100 =1.518 -0.420r m (kg/kg 熟料) 式中: m gs ---考虑飞损后干生料实际消耗量, kg/kg 熟料 fh L ---出预热器飞灰烧失量 （%）,33.4 ?考虑飞损后的生料实际消耗量